本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于仿生學(xué)的波動(dòng)鰭動(dòng)力單元,特別是一種復(fù)合型的波動(dòng)鰭動(dòng)力單元。
背景技術(shù):
專利CN2012200424838公開了一種波動(dòng)鰭裝置,其仿照魚類柔性鰭波動(dòng)推進(jìn)的游動(dòng)模式而設(shè)計(jì),具有重復(fù)性好、游動(dòng)規(guī)劃安排方便的特點(diǎn),為魚類仿生學(xué)的科學(xué)研究提供了一種很好的實(shí)驗(yàn)裝置。
但在以上結(jié)構(gòu)中,波動(dòng)鰭的運(yùn)動(dòng)完全依靠各鰭條上下擺動(dòng)來帶動(dòng)柔軟薄翼的波動(dòng)運(yùn)動(dòng),鰭條本身無法進(jìn)行適應(yīng)性變形,這樣的運(yùn)動(dòng)方式非常單一,無法進(jìn)行各種復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng),獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常有限,給波動(dòng)鰭的精確研究帶來了很大困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述問題,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種復(fù)合型的波動(dòng)鰭動(dòng)力單元,其不僅可實(shí)現(xiàn)鰭條的整體擺動(dòng),同時(shí)可進(jìn)行鰭條的獨(dú)立變形運(yùn)動(dòng),從而使仿生魚鰭能實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)、波動(dòng)和各種復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng),能為仿生鰭的研究提供更準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
一種復(fù)合型的波動(dòng)鰭動(dòng)力單元,由動(dòng)力機(jī)構(gòu)和鰭條組成,其特征在于:所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括定位基座,定位基座中設(shè)置有兩并行布局的工作滑軌,工作滑軌中安裝一可沿其左右滑動(dòng)的滑塊;所述滑塊的上端設(shè)置有小滾輪與一動(dòng)力凸輪相抵連接,滑塊的下端與基座之間設(shè)置有復(fù)位彈簧而使復(fù)位彈簧、滑塊和動(dòng)力凸輪形成動(dòng)配合關(guān)系,同時(shí)滑塊外側(cè)活動(dòng)鉸接一搖臂,搖臂的另一端伸出基座并與一轉(zhuǎn)臺(tái)上的偏心轉(zhuǎn)軸活動(dòng)鉸接,轉(zhuǎn)臺(tái)的中心活動(dòng)定位在一轉(zhuǎn)軸上,轉(zhuǎn)臺(tái)的另一側(cè)設(shè)有一連接凸起,連接凸起上設(shè)有一安裝槽,安裝槽中連接著可進(jìn)行獨(dú)立變形的所述鰭條。
進(jìn)一步的,上述鰭條由彈性基體和形狀記憶合金絲組成,所述形狀記憶合金絲圍繞彈性基體周邊設(shè)置,形狀記憶合金絲通過若干卡扣與彈性基體固連在一起;所述轉(zhuǎn)臺(tái)背面設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電源和驅(qū)動(dòng)模塊,所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述形狀記憶合金絲連接。
進(jìn)一步的,上述轉(zhuǎn)臺(tái)上的偏心轉(zhuǎn)軸有多個(gè),各偏心轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)臺(tái)上間隔分布。
進(jìn)一步的,上述滑塊兩側(cè)設(shè)置有連接凸起與工作滑軌活動(dòng)連接。
進(jìn)一步的,上述動(dòng)力凸輪由驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在一固定板上;所述轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與所述固定板連接。
在工作中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力凸輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而在復(fù)位彈簧、滑塊和動(dòng)力凸輪的動(dòng)配合作用下,實(shí)現(xiàn)滑塊沿基座的工作滑軌上下擺動(dòng),而滑塊的上下擺動(dòng)將通過搖臂帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)正反轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)另一側(cè)上鰭條的整體擺動(dòng)。同時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)模塊可對(duì)鰭條的形狀記憶合金絲加熱,使形狀記憶合金絲受熱收縮,拉動(dòng)彈性基體產(chǎn)生彎曲變形,實(shí)現(xiàn)鰭條的獨(dú)立變形。
綜上,本實(shí)用新型結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)的高速度和智能材料的柔順性于一體,即可實(shí)現(xiàn)仿生魚鰭鰭條的整體擺動(dòng),也可實(shí)現(xiàn)鰭條的獨(dú)立變形。當(dāng)多個(gè)此動(dòng)力單元直線分布,并在鰭條上覆蓋以彈性薄膜,即可形成完整的仿生波動(dòng)鰭,并通過各個(gè)動(dòng)力單元的配合運(yùn)動(dòng),能完全實(shí)現(xiàn)仿生魚鰭的擺動(dòng)、波動(dòng)和各種復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng),可為仿生鰭的研究提供更準(zhǔn)確更廣泛的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
附圖說明
圖1、本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2、本發(fā)明另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3、本實(shí)用新型鰭條的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3所示,一種復(fù)合型的波動(dòng)鰭動(dòng)力單元,由動(dòng)力機(jī)構(gòu)1和鰭條2組成。
所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)1包括定位基座11,定位基座11中設(shè)置有兩并行布局的工作滑軌111,工作滑軌111中安裝一可沿其左右滑動(dòng)的滑塊12。在本實(shí)施例種,所述滑塊12兩側(cè)設(shè)置有連接凸起(圖中未視)與工作滑軌111活動(dòng)連接。
所述滑塊12的上端設(shè)置有小滾輪121與一動(dòng)力凸輪13相抵連接。所述動(dòng)力凸輪13由一驅(qū)動(dòng)電機(jī)14帶動(dòng),驅(qū)動(dòng)電機(jī)14直接定位在一固定板15上。所述滑塊12的下端與基座11之間設(shè)置有復(fù)位彈簧16而使復(fù)位彈簧16、滑塊12和動(dòng)力凸輪13形成動(dòng)配合連接關(guān)系。
所述滑塊12外側(cè)活動(dòng)鉸接一搖臂17,搖臂17的另一端伸出基座11并與一轉(zhuǎn)臺(tái)18上的偏心轉(zhuǎn)軸182活動(dòng)鉸接。在此,為能獲得不同的擺動(dòng)角度和擺動(dòng)速度,轉(zhuǎn)臺(tái)18上不同位置設(shè)計(jì)若干個(gè)偏心轉(zhuǎn)軸182,當(dāng)搖臂17活動(dòng)連接于不同偏心轉(zhuǎn)軸182時(shí),即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)18的最大轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
所述轉(zhuǎn)臺(tái)18的中心活動(dòng)定位在一轉(zhuǎn)軸19上,轉(zhuǎn)軸19的后端與所述固定板15連接。轉(zhuǎn)臺(tái)18的另一側(cè)設(shè)有一連接凸起181,連接凸起181上設(shè)有一安裝槽1811,安裝槽1811中連接著所述鰭條2。
所述鰭條2由彈性基體21和形狀記憶合金絲22組成,所述形狀記憶合金絲22圍繞彈性基體21周邊設(shè)置,形狀記憶合金絲22通過若干卡扣221與彈性基體21固連在一起。所述轉(zhuǎn)臺(tái)16背面設(shè)置有電源3和驅(qū)動(dòng)模塊4,電源3為驅(qū)動(dòng)模塊4提供電力,驅(qū)動(dòng)模塊4與所述形狀記憶合金絲22連接。
在工作中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力凸輪13轉(zhuǎn)動(dòng),并通過復(fù)位彈簧16、滑塊12和動(dòng)力凸輪13三者間的動(dòng)配合關(guān)系,實(shí)現(xiàn)滑塊12沿基座11工作滑軌111上下擺動(dòng),而滑塊11的上下擺動(dòng)將通過搖臂17帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)18正反轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)18另一側(cè)上鰭條2的整體擺動(dòng)。
同時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)18上的驅(qū)動(dòng)模塊4可對(duì)鰭條2中的形狀記憶合金絲22進(jìn)行加熱,使形狀記憶合金絲22受熱收縮,進(jìn)而拉動(dòng)彈性基體21產(chǎn)生彎曲變形,實(shí)現(xiàn)鰭條2的獨(dú)立變形。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊4停止工作,形狀記憶合金絲22逐漸冷卻而再次伸縮,彈性基體21將在自身回復(fù)力的作用下恢復(fù)到初始狀態(tài)。
綜上,本實(shí)用新型結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)的高速度和智能材料的柔順性于一體,即可實(shí)現(xiàn)仿生魚鰭鰭條2的整體擺動(dòng),也可實(shí)現(xiàn)鰭條2的獨(dú)立變形。當(dāng)多個(gè)此動(dòng)力單元直線分布,并在鰭條上覆蓋以彈性薄膜,即可形成完整的仿生波動(dòng)鰭,并通過各個(gè)動(dòng)力單元的配合運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)仿生魚鰭的擺動(dòng)、波動(dòng)和各種復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng),可為仿生鰭的研究提供更準(zhǔn)確更廣泛的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
以上所述,僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式,并非對(duì)發(fā)明作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾,仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。